CN112112689B - Orc余热发电透平膨胀机与高速电机配合结构 - Google Patents

Abstract

一种ORC余热发电透平膨胀机与高速电机配合结构，包括蜗壳，在蜗壳底板的一侧设喷嘴流量调节板，出气环与蜗壳的左侧配合，密封套的左端探入出气环出气管的右端、右端与喷嘴压板的左端配合，喷嘴压板的右端与喷嘴流量调节板的左侧固定、右侧面与喷嘴流量调节板的左侧面间有通气道；叶轮，左端探入喷嘴压板的喷嘴压板腔、中部与通气道对应、右端与喷嘴流量调节板的调节板腔对应；高速电机包括电机壳体、定子及转子，还包括一过渡连接套，其具有过渡连接套腔，转子的左端伸展到过渡连接套的左侧且与叶轮连接，转子的左端还支承在过渡连接套腔内，转子左轴头与转子支承轴承的左侧间设干气密封机构。降低机械损失及减少工艺气的泄漏点，结构简练。

Description

ORC余热发电透平膨胀机与高速电机配合结构

技术领域

本发明属于透平膨胀机技术领域，具体涉及一种ORC余热发电透平膨胀机与高速电机配合结构。

背景技术

ORC***是废热废气等的能量回收、发动机废热回收利用、压差型能量回收再利用、天然气液化气化能量回收再利用以及燃气联供余热综合利用发电的重要设备。目前，ORC***的发电机头有两种：一为螺杆式；二为透平式。螺杆式也称活塞式，即活塞式膨胀机，由于其受到发电量小（200KW以下）的制约，无法单机产出较大的发电量，因而并不为人们所器重，透平式也称透平离心式，即***膨胀机，可以单机产出较大的电量（200-2000KW），但需要配合发电机，将离心透平结构的转速通过一齿轮箱降低至发电机转速，以满足发电要求。但是利用齿轮箱减速即降速的结构形式会致使ORC机头体积大、结构复杂并且还会增加机械损失，以及会增加ORC工艺气的泄漏点，即增大ORC工质的泄漏。

近年来，我国的高速电机（可依需调速）技术已有了长足的进步，不论是结构的稳定性和工作的可靠性还是价格的合理性都具有良好的优势，因此如果利用高速电机与ORC离心透平膨胀机相结合而应用于发电，那么既可降低机械损失，又能显著减少工艺气的泄漏点，可以满足提高ORC***的整体发电量以及工艺气泄漏的检测与补充量要求。但是有关将高速电机与ORC余热发电透平膨胀机两者实现良好配接的技术内容在迄今为止公开的专利和非专利文献中均尚未见诸，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于降低机械损失、有利于减少工艺气的泄漏点并且有益于体现整体结构的简练效果的ORC余热发电透平膨胀机与高速电机配合结构。

本发明的任务是这样来完成的，一种ORC余热发电透平膨胀机与高速电机配合结构，所述的ORC余热发电透平膨胀机包括蜗壳，在该蜗壳的蜗壳底板朝向蜗壳腔的一侧的中央位置设置有一喷嘴流量调节板，在该喷嘴流量调节板的右侧中央位置构成有一调节板配合座，该调节板配合座与蜗壳底板上的蜗壳底板中央孔嵌配，在该喷嘴流量调节板的右侧面与蜗壳底板的左侧面之间设置有一隔热板，该隔热板的隔热板中心孔套置在调节板配合座上，一出气环，该出气环与蜗壳的左侧密封配合，在该出气环的中央位置构成有一出气环出气管，该出气环出气管的右端伸展到蜗壳腔内，一密封套和一喷嘴压板，密封套的左端探入出气环出气管的右端并且该密封套的外壁与出气环出气管的出气管腔的腔壁之间形成密封，密封套的右端与喷嘴压板的左端密封配合，而喷嘴压板的右端与喷嘴流量调节板的左侧固定，并且喷嘴压板的右侧面与喷嘴流量调节板的左侧面之间构成有一用于使进入到蜗壳腔内的高压气引入出气环出气管的出气管腔内并由出气管腔以低压气的形式引出的通气道；一叶轮，该叶轮的左端探入喷嘴压板的喷嘴压板腔，中部与所述通气道相对应，而叶轮的右端与喷嘴流量调节板的中央位置的调节板腔相对应；所述的高速电机包括电机壳体、设置在电机壳体内的定子以及中部与定子的中央位置相对应而左端伸出电机壳体的左端盖并且右端转动地支承在电机壳体的右端盖上的转子，特征在于还包括有一固定在所述蜗壳底板的右侧面与所述左端盖的左侧面之间的一过渡连接套，该过渡连接套具有一自过渡连接套的左端贯通至右端的过渡连接套腔，所述转子的左端自过渡连接套腔的右侧伸展到过渡连接套的左侧并且在对应于所述调节板腔的位置与所述叶轮固定连接，转子的左端在所述过渡连接套腔内还通过转子支承轴承转动地支承在过渡连接套腔内，在转子的转子左轴头上并且在对应于蜗壳底板的右侧与所述转子支承轴承的左侧之间的位置设置有一干气密封机构。

在本发明的一个具体的实施例中，在所述喷嘴流量调节板的左侧并且在对应于所述通气道的位置围绕喷嘴流量调节板的四周间隔设置有通气量大小调节喷嘴，在喷嘴流量调节板的中部左侧构成有一背板固定腔，在该背板固定腔内通过背板固定螺钉固定有一用于对所述调节板腔的左腔口遮蔽的并且空套在所述叶轮的右端的背板。

在本发明的另一个具体的实施例中，在所述过渡连接套的左端构成有一过渡连接套左法兰，而在过渡连接套的右端构成有一过渡连接套右法兰，过渡连接套左法兰通过左法兰螺钉与所述蜗壳的壳底板的右侧固定，而过渡连接套右法兰通过右法兰螺钉与所述电机壳体的左端盖固定。

在本发明的又一个具体的实施例中，在所述电机壳体的左端盖的左侧配设有一用于对左端盖的左端盖腔遮护的左端盖腔遮护盘，该左端盖腔遮护盘的四周边缘部位通过遮护盘固定螺钉与所述过渡连接套的右端端面固定，而左端盖腔遮护盘的中心位置通过开设的转子让位孔空套在所述转子上。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述干气密封机构包括轴套、动环、移动环、弹簧座、压紧套、弹簧、压环、弹簧座固定座和碳环密封件，轴套固定在所述转子的转子左轴头的左端，并且位于所述转子支承轴承的左侧，该轴套的左端伸展到所述的调节板腔并且与所述叶轮的右端端面接壤，动环套置在轴套上并且与轴套固定，压紧套位于所述轴套的右端，该压紧套的中部套置在所述转子左轴头上，左端的内壁与轴套的右端外壁相配合并且该压紧套的左端端面与所述动环的右侧面相对应，在压紧套的中部外壁上围绕压紧套的四周构成有一压紧套法兰，该压紧套法兰通过压紧套法兰螺钉与轴套的右端端面固定，压紧套的右端的内壁与转子左轴头的外壁之间保持有压紧套空间，在压紧套的外壁与弹簧座的内壁之间构成有一混合气通气槽，并且压紧套的外壁在对应于碳环密封件的第一碳环密封件腔Ⅰ的位置构成有一隔离气通气槽，该隔离气通气槽通过碳环密封件的内壁与压紧套的外壁之间的间隙与混合气通气槽相通，弹簧座在对应于所述混合气通气槽的位置空套在所述压紧套外，该弹簧座朝向移动环的一侧构成有移动环腔，而朝向碳环密封件的一侧构成有一第二碳环密封件腔Ⅱ，在弹簧座的外壁上并且围绕外壁的四周延伸有一弹簧座固定法兰，该弹簧座固定法兰通过弹簧座固定法兰螺钉与弹簧座固定座固定，在弹簧座的中部还开设有一弹簧座密封干气引入孔和一弹簧座混合气引出口，弹簧座密封干气引入孔与所述的第一碳环密封件腔Ⅰ相通，而弹簧座混合气引出口与所述的混合气通气槽相通，移动环在对应于所述动环的右侧的位置设置在所述移动环腔内并且与弹簧座移动配合，在该移动环的左侧面与所述动环的右侧面之间形成有一移动环密封干气通过间隙，该移动环密封干气通过间隙与所述的混合气通气槽相通，压环在对应于所述移动环的右侧的位置设置在所述移动环腔内并且该压环的左侧面与移动环的右侧面贴触，弹簧有围绕压环的圆周方向间隔分布的一组，该弹簧的一端支承在压环的右侧，而另一端支承在所述移动环腔的腔壁上，弹簧座固定座与所述的过渡连接套的过渡连接套腔相配合并且由弹簧座固定座螺钉与过渡连接套固定，在该弹簧座固定座上开设有一固定座密封干气导入孔和一固定座混合气导出孔，固定座密封干气导入孔与开设在过渡连接套上的过渡连接套密封干气进入孔相通并且还与所述弹簧座密封干气引入孔相通，固定座混合气导出孔与开设在过渡连接套上的过渡连接套混合气引出孔相通并且还与所述弹簧座混合气引出口相通，碳环密封件在对应于所述第二碳环密封件腔Ⅱ的位置套置在所述压紧套的右端并且该碳环密封件的内壁与压紧套的外壁之间形成有微隙，在第二碳环密封件腔Ⅱ的右侧并且在对应于碳环密封件的右侧的位置配设有一碳环密封件挡盘，该碳环密封件挡盘与所述弹簧座的右侧固定。

在本发明的还有一个具体的实施例中，在所述轴套的外壁上并且围绕轴套的四周构成有一动环固定法兰盘，所述动环通过动环固定螺钉与动环固定法兰盘固定；在动环固定法兰盘的右侧面并且同样围绕动环固定法兰盘的四周开设有一动环密封圈槽，在该动环密封圈槽内嵌设有一动环密封圈，所述动环的左侧面与该动环密封圈密封接触。

在本发明的更而一个具体的实施例中，在所述弹簧座的移动环腔的左腔壁上设置有移动环左右移动导柱，在移动环腔腔顶壁上并且在对应于移动环左右移动导柱的末端的位置固定有移动环限位挡块，在所述移动环的外壁上并且围绕移动环的圆周方向延伸有一移动环导向法兰盘，在该移动环导向法兰盘上并且在对应于所述移动环左右移动导柱的位置开设有移动环导向法兰盘导柱孔，该移动环导向法兰盘导柱孔与移动环左右移动导柱滑动配合，所述移动环限位挡块与移动环导向法兰盘的右侧相对应。

在本发明的进而一个具体的实施例中，在所述轴套的内壁上嵌置有一轴套密封圈，该轴套密封圈与所述转子左轴头的外壁形成密封，在所述压环与所述移动环腔的腔底壁之间设置有压环密封圈，该压环密封圈还与所述移动环的右侧面接触；在所述弹簧座的外壁上并且在与所述弹簧座固定座的内壁相配合的部位嵌设有一弹簧座第一密封圈Ⅰ、一弹簧座第二密封圈Ⅱ和一弹簧座第三密封圈Ⅲ，由弹簧座第一密封圈Ⅰ与弹簧座第二密封圈Ⅱ共同地对所述固定座密封干气导入孔与弹簧座密封干气引入孔的接合部位的四周密封，由弹簧座第二密封圈Ⅱ与弹簧座第三密封圈Ⅲ共同地对所述固定座混合气导出孔与弹簧座混合气引出口的接合部位的四周密封；在所述碳环密封件挡盘的左侧构成有一挡盘密封圈座，在该挡盘密封圈座内嵌置有一挡盘密封圈，该挡盘密封圈与所述弹簧座构成密封；在所述过渡连接套上并且在对应于所述过渡连接套混合气引出孔的左侧的位置开设有一密封气进气孔，该密封气进气孔与所述调节板腔相通，而该调节板腔与所述移动环密封干气通过间隙相通。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的密封干气为干燥空气或氮气；所述的混合气为R134a与干燥空气相混合的混合气或者为R134a与氮气相混合的混合气。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，在所述过渡连接套上并且在位于所述过渡连接套密封干气进入孔的右侧的位置开设有一用于将润滑油引至所述转子支承轴承的润滑油引入孔，该润滑油引入孔与所述转子支承轴承的上方相对应。

本发明提供的技术方案的技术效果在于：由于开创性地采用了高速电机，并且由过渡连接套将透平膨胀机的结构体系的蜗壳的蜗壳底板的右侧面与高速电机的结构体系的左端盖的左侧面连接，将转子的左端途经过渡连接套的过渡连接套腔与透平膨胀机的叶轮固定连接，又由于在位于过渡连接套腔内的转子的转子左轴头上并且在对应于蜗壳底板与转子支承轴承之间的位置设置了干气密封机构，因而既有助于降低机械损失以及减少工艺气的泄漏点，又有益于体现整体结构的简练效果。

附图说明

图1为本发明的实施例示意图。

图2为图1所示的干气密封机构的详细结构图。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是以图1和图2所处的位置状态为基准的，因而不能将其理解为对本发明提供的技术方案的特别限定。

请参见图1，示出了ORC余热发电透平膨胀机的结构系的如下部件：蜗壳1，在该蜗壳1的蜗壳底板11朝向蜗壳腔12的一侧即左侧的中央位置设置有一喷嘴流量调节板13，在该喷嘴流量调节板13的右侧中央位置构成有一调节板配合座131，该调节板配合座131与蜗壳底板11上的蜗壳底板中央孔111嵌配，在该喷嘴流量调节板13的右侧面与蜗壳底板11的左侧面之间设置有一隔热板14，该隔热板14的中央位置的隔热板中心孔141套置在调节板配合座131上，一出气环2，该出气环2与蜗壳1的左侧密封配合，在该出气环2的中央位置构成有一出气环出气管21，该出气环出气管21的右端伸展到蜗壳腔12内，一密封套3a和一喷嘴压板3b，密封套3a的左端探入出气环出气管21的右端并且该密封套3a的外壁与出气环出气管21的出气管腔211的腔壁之间形成迷宫式密封，密封套3a的右端与喷嘴压板3b的左端密封配合，而喷嘴压板3b的右端与喷嘴流量调节板13的左侧固定，并且喷嘴压板3b的右侧面与喷嘴流量调节板13的左侧面之间构成有一用于使进入到蜗壳腔12内的高压气引入出气环出气管21的出气管腔211内并由出气管腔211以低压气的形式引出的通气道3c；一叶轮4，该叶轮4的左端探入喷嘴压板3b的喷嘴压板腔3d，中部即叶轮4的直径最大的部位与前述通气道3c相对应，而叶轮4的右端实质上构成为叶轮固定端并且与喷嘴流量调节板13的中央位置的调节板腔132相对应；示出了前述的高速电机的结构体系的电机壳体5、设置在电机壳体5内的定子6以及中部与定子6的中央位置相对应而左端伸出电机壳体5的左端盖51并且右端转动地支承在电机壳体5的右端盖52上的转子7。由于高速电机（可依需调速）属于电机范畴，又由于电机的工作原理已成为公理，因而申请人不再对高速电机进行展开说明。

作为本发明提供的技术方案的技术要点：除前述ORC余热发电透平膨胀机以及高速电机外，本发明还包括有一固定在前述蜗壳底板11的右侧面与前述左端盖51的左侧面之间的一过渡连接套8，该过渡连接套8具有一自过渡连接套8的左端贯通至右端的过渡连接套腔81，前述转子7的左端自过渡连接套腔81的右侧伸展到过渡连接套8的左侧并且在对应于前述调节板腔132的位置通过叶轮固定连接螺栓73与前述叶轮4固定连接，转子7的左端在前述过渡连接套腔81内还通过转子支承轴承71转动地支承在过渡连接套腔81内，在转子7的转子左轴头72上并且在对应于蜗壳底板11的右侧与前述转子支承轴承71的左侧之间的位置（也可称“区域”）设置有一干气密封机构9。

继续见图1，在前述喷嘴流量调节板13的左侧并且在对应于前述通气道3c的位置围绕喷嘴流量调节板13的四周间隔设置有通气量大小调节喷嘴133，在喷嘴流量调节板13的中部左侧构成有一背板固定腔134，在该背板固定腔134内通过背板固定螺钉固定有一用于对前述调节板腔132的左腔口遮蔽的并且空套在前述叶轮4的右端的背板1341。

由于上面提及的喷嘴流量调节板13的形状基本上与CN207470234U（透平膨胀机的喷嘴流量调节装置）中的喷嘴的形状相同，只要依需对其顺/逆角度（顺时针或逆时针角度）进行调节，便可使途经通气道3c的高压空气的流量大小得以改变，因而申请人不再赘述。

由图1所示，在前述过渡连接套8的左端构成有一过渡连接套左法兰82，而在过渡连接套8的右端构成有一过渡连接套右法兰83，过渡连接套左法兰82通过左法兰螺钉与前述蜗壳1的壳底板11的右侧固定，而过渡连接套右法兰83通过右法兰螺钉与前述电机壳体5的左端盖51固定。

在前述电机壳体5的左端盖51的左侧配设有一用于对左端盖51的左端盖腔遮护的左端盖腔遮护盘511，该左端盖腔遮护盘511的四周边缘部位通过遮护盘固定螺钉512与前述过渡连接套8的右端端面固定，而左端盖腔遮护盘511的中心位置通过开设的转子让位孔空套在前述转子7上。

请重点见图2并且结合图1，前述干气密封机构9包括轴套91、动环92、移动环93、弹簧座94、压紧套95、弹簧96、压环97、弹簧座固定座98和碳环密封件99，轴套91通过涨紧套或平键固定在前述转子7的转子左轴头72的左端，并且位于前述转子支承轴承71的左侧，该轴套91的左端伸展到前述的调节板腔132并且与前述叶轮4的右端端面接壤，但并不接触（图1示意），动环92套置在轴套91上即套置在轴套91外并且与轴套91固定，压紧套95位于前述轴套91的右端，该压紧套95的中部套置在前述转子左轴头72上，左端的内壁与轴套91的右端外壁相配合并且该压紧套95的左端端面与前述动环92的右侧面相对应，在压紧套95的中部外壁上围绕压紧套95的四周构成有一压紧套法兰951，该压紧套法兰951通过压紧套法兰螺钉9511与轴套91的右端端面固定，压紧套95的右端的内壁与转子左轴头72的外壁之间保持有压紧套空间954，在压紧套95的外壁与弹簧座94的内壁之间构成有一混合气通气槽952，并且压紧套95的外壁在对应于碳环密封件99的第一碳环密封件腔Ⅰ991的位置构成有一隔离气通气槽953，该隔离气通气槽953通过碳环密封件99的内壁与压紧套95的外壁之间的数微米程度的间隙与混合气通气槽952相通，弹簧座94在对应于前述混合气通气槽952的位置空套在前述压紧套95外，该弹簧座94朝向移动环93的一侧即左侧构成有移动环腔943，而朝向碳环密封件99的一侧即右侧构成有一第二碳环密封件腔Ⅱ944，在弹簧座94的外壁上并且围绕外壁的四周延伸有一弹簧座固定法兰941，该弹簧座固定法兰941通过弹簧座固定法兰螺钉9411与弹簧座固定座98固定，在弹簧座94的中部还开设有一弹簧座密封干气引入孔942a和一弹簧座混合气引出口942b，弹簧座密封干气引入孔942a与前述的第一碳环密封件腔Ⅰ991相通，而弹簧座混合气引出口942b与前述的混合气通气槽952相通，移动环93在对应于前述动环92的右侧的位置设置在前述移动环腔943内并且与弹簧座94移动配合，在该移动环93的左侧面与前述动环92的右侧面之间形成有一移动环密封干气通过间隙931，该移动环密封干气通过间隙931与前述的混合气通气槽952相通，压环97在对应于前述移动环93的右侧的位置设置在前述移动环腔943内并且该压环97的左侧面与移动环93的右侧面贴触，弹簧96有围绕压环97的圆周方向间隔分布的一组，该弹簧96的一端支承在压环97的右侧，而另一端支承在前述移动环腔943的腔壁上，弹簧座固定座98与前述的过渡连接套8的过渡连接套腔81相配合并且由弹簧座固定座螺钉984与过渡连接套8固定，在该弹簧座固定座98上开设有一固定座密封干气导入孔981和一固定座混合气导出孔982，固定座密封干气导入孔981与开设在过渡连接套8上的过渡连接套密封干气进入孔84（图1示）相通并且还与前述弹簧座密封干气引入孔942a相通，固定座混合气导出孔982与开设在过渡连接套8上的过渡连接套混合气引出孔85（图1示）相通并且还与前述弹簧座混合气引出口942b相通，碳环密封件99在对应于前述第二碳环密封件腔Ⅱ944的位置套置在前述压紧套95的右端并且该碳环密封件99的内壁与压紧套95的外壁之间形成有程度仅为几个微米的微隙，在第二碳环密封件腔Ⅱ944的右侧并且在对应于碳环密封件99的右侧的位置配设有一碳环密封件挡盘992，该碳环密封件挡盘992通过挡盘固定螺钉9922与前述弹簧座94的右侧固定。

继续见图2，在前述轴套91的外壁上并且围绕轴套91的四周构成有一动环固定法兰盘911，前述动环92通过动环固定螺钉921与动环固定法兰盘911固定；在动环固定法兰盘911的右侧面并且同样围绕动环固定法兰盘911的四周开设有一动环密封圈槽9111，在该动环密封圈槽9111内嵌设有一动环密封圈91111，前述动环92的左侧面与该动环密封圈91111密封接触。

优选地，在前述弹簧座94的移动环腔943的左腔壁上设置有移动环左右移动导柱9431，在移动环腔943腔顶壁上并且在对应于移动环左右移动导柱9431的末端的位置固定有移动环限位挡块9432，在前述移动环93的外壁上并且围绕移动环93的圆周方向延伸有一移动环导向法兰盘932，在该移动环导向法兰盘932上并且在对应于前述移动环左右移动导柱9431的位置开设有移动环导向法兰盘导柱孔，该移动环导向法兰盘导柱孔与移动环左右移动导柱9431滑动配合，前述移动环限位挡块9432与移动环导向法兰盘932的右侧相对应，当移动环93遭到移动环限位挡块9432的阻挡时，不再向左位移。

优选地，在前述轴套91的内壁上嵌置有一轴套密封圈912，该轴套密封圈912与前述转子左轴头72的外壁形成密封，在前述压环97与前述移动环腔943的腔底壁之间设置有压环密封圈971，该压环密封圈971还与前述移动环93的右侧面接触；在前述弹簧座94的外壁上并且在与前述弹簧座固定座98的内壁相配合的部位嵌设有一弹簧座第一密封圈Ⅰ945a、一弹簧座第二密封圈Ⅱ945b和一弹簧座第三密封圈Ⅲ945c，由弹簧座第一密封圈Ⅰ945a与弹簧座第二密封圈Ⅱ945b共同地对前述固定座密封干气导入孔981与弹簧座密封干气引入孔942a的接合部位的四周密封，由弹簧座第二密封圈Ⅱ945b与弹簧座第三密封圈Ⅲ945c共同地对前述固定座混合气导出孔982与弹簧座混合气引出口942b的接合部位的四周密封；在前述碳环密封件挡盘992的左侧构成有一挡盘密封圈座9921，在该挡盘密封圈座9921内嵌转瞬 一挡盘密封圈99211，该挡盘密封圈99211与前述弹簧座94构成密封；在前述过渡连接套8上并且在对应于前述过渡连接套混合气引出孔85的左侧的位置开设有一密封气进气孔86，该密封气进气孔86与前述调节板腔132相通，而该调节板腔132与前述移动环密封干气通过间隙931相通。

在本实施例中，前述的密封干气为干燥空气或氮气；前述的混合气为R134a与干燥空气相混合的混合气或者为R134a与氮气相混合的混合气。

当上述固定座密封干气导入孔981导入的密封干气为干燥空气时，那么该干燥空气依次经弹簧座密封干气引入孔942a和第一碳环密封件腔Ⅰ991（碳环密封件也可称“碳密封”，以上所述同）进入隔离气通气槽953，进入隔离气通气槽953内的干燥空气分成左路和右路，右路的气对由前述转子支承轴承71的方向向左流动的油气实施隔离，两者相遇而混合成的混合气为油气与干燥空气的混合气，左路进入混合气`通气槽952并与经移动环密封干气通过间隙931进入混合气通气槽952内的干燥空气相混或称相遇而形成混合气，该混合气依次经弹簧座混合气引出孔942b和固定座混合气导出孔982导出并经处理后回用。由于前述自密封干气通过间隙931进入的是ORC余热发电透平膨胀机的工质气R134a，因而前面提及的混合气为R134a与干燥空气的混合气。基于前述，如果自前述固定座密封干气导入孔981导入的密封干气为氮气，那么其与前述油气相混合形成的即混合而成的混合气为油气与氮气的混合气，同例，与前述R134a相混合而形成的混合气为R134a与氮气的混合气。

由图1所示，在前述过渡连接套8上并且在位于前述过渡连接套密封干气进入孔84的右侧的位置开设有一用于将润滑油引至前述转子支承轴承71的润滑油引入孔87，该润滑油引入孔87与前述转子支承轴承71的上方相对应。

作为优选的方案，还可在过渡连接套8上并且在前述过渡连接套密封干气进入孔84与润滑油引入孔87之间的位置设置一与转子左轴头72接触的用于检测转子7的振动程度的转子振动检测探针89，该转子振动检测探针89由线路与电气控制器电气连接。

在高速电机处于工作状态下，由转子7带动叶轮4运动，与此同时，转子7的转子左轴头72还同时带动轴套91和压紧套95，并且同时由轴套91带动动环92。进入蜗壳1的蜗壳腔12内的高压气经通气道3C进入出气管腔211，即由出气管腔211以低压气的形式引出。在前述过程中，由密封干气进气孔86以及过渡连接套密封干气进入孔84引入密封干气，即引入前述的干燥空气或氮气。由图2左上方的向下箭头所示的并且由密封干气进气孔86引入的密封干气主要对叶轮4的右端实施气密封，以及不可避免地出自叶轮4右端的工质气如R134a进入调节板腔132并进入经前述移动环密封干气通过间隙931进入前述混合气通气槽952，并依据前述由固定座混合气导出孔982导出，但位于即进入调节板腔132内的大量的（即大部分）工质气如R134a与由密封干气进气孔86引入的密封干气的混合气则通过开设在过渡连接套8上的工质气与密封干气混合气出气孔88引出并经处理后回用。由此可知，自密封干气进气孔86引入的密封干气的主要作用是阻止叶轮4的右端部的工质气如R134a的泄漏（形成气屏障）。在上述移动环密封干气通过间隙931通过气时，前述弹簧96压缩，压缩程度的大小取决于气体压力的大小。同样的道理，在前述转子7带动叶轮4工作时，润滑油引入孔87向转子支承轴承71提供润滑油，使转子支承轴承71处于良好的润滑状态。

综上所述，本发明提供的技术方案弥补了已有技术中的缺憾，顺利地完成了发明任务，如实地兑现了申请人在上面的技术效果栏中载述的技术效果。

Claims (9)

1.一种ORC余热发电透平膨胀机与高速电机配合结构，所述的ORC余热发电透平膨胀机包括蜗壳(1)，在该蜗壳(1)的蜗壳底板(11)朝向蜗壳腔(12)的一侧的中央位置设置有一喷嘴流量调节板(13)，在该喷嘴流量调节板(13)的右侧中央位置构成有一调节板配合座(131)，该调节板配合座(131)与蜗壳底板(11)上的蜗壳底板中央孔(111)嵌配，在该喷嘴流量调节板(13)的右侧面与蜗壳底板(11)的左侧面之间设置有一隔热板(14)，该隔热板(14)的隔热板中心孔(141)套置在调节板配合座(131)上，一出气环(2)，该出气环(2)与蜗壳(1)的左侧密封配合，在该出气环(2)的中央位置构成有一出气环出气管(21)，该出气环出气管(21)的右端伸展到蜗壳腔(12)内，一密封套(3a)和一喷嘴压板(3b)，密封套(3a)的左端探入出气环出气管(21)的右端并且该密封套(3a)的外壁与出气环出气管(21)的出气管腔(211)的腔壁之间形成密封，密封套(3a)的右端与喷嘴压板(3b)的左端密封配合，而喷嘴压板(3b)的右端与喷嘴流量调节板(13)的左侧固定，并且喷嘴压板(3b)的右侧面与喷嘴流量调节板(13)的左侧面之间构成有一用于使进入到蜗壳腔(12)内的高压气引入出气环出气管(21)的出气管腔(211)内并由出气管腔(211)以低压气的形式引出的通气道(3c)；一叶轮(4)，该叶轮(4)的左端探入喷嘴压板(3b)的喷嘴压板腔(3d)，中部与所述通气道(3c)相对应，而叶轮(4)的右端与喷嘴流量调节板(13)的中央位置的调节板腔(132)相对应；所述的高速电机包括电机壳体(5)、设置在电机壳体(5)内的定子(6)以及中部与定子(6)的中央位置相对应而左端伸出电机壳体(5)的左端盖(51)并且右端转动地支承在电机壳体(5)的右端盖(52)上的转子(7)，其特征在于还包括有一固定在所述蜗壳底板(11)的右侧面与所述左端盖(51)的左侧面之间的一过渡连接套(8)，该过渡连接套(8)具有一自过渡连接套(8)的左端贯通至右端的过渡连接套腔(81)，所述转子(7)的左端自过渡连接套腔(81)的右侧伸展到过渡连接套(8)的左侧并且在对应于所述调节板腔(132)的位置与所述叶轮(4)固定连接，转子(7)的左端在所述过渡连接套腔(81)内还通过转子支承轴承(71)转动地支承在过渡连接套腔(81)内，在转子(7)的转子左轴头(72)上并且在对应于蜗壳底板(11)的右侧与所述转子支承轴承(71)的左侧之间的位置设置有一干气密封机构(9)，所述干气密封机构(9)包括轴套(91)、动环(92)、移动环(93)、弹簧座(94)、压紧套(95)、弹簧(96)、压环(97)、弹簧座固定座(98)和碳环密封件(99)，轴套(91)固定在所述转子(7)的转子左轴头(72)的左端，并且位于所述转子支承轴承(71)的左侧，该轴套(91)的左端伸展到所述的调节板腔(132)并且与所述叶轮(4)的右端端面接壤，动环(92)套置在轴套(91)上并且与轴套(91)固定，压紧套(95)位于所述轴套(91)的右端，该压紧套(95)的中部套置在所述转子左轴头(72)上，左端的内壁与轴套(91)的右端外壁相配合并且该压紧套(95)的左端端面与所述动环(92)的右侧面相对应，在压紧套(95)的中部外壁上围绕压紧套(95)的四周构成有一压紧套法兰(951)，该压紧套法兰(951)通过压紧套法兰螺钉(9511)与轴套(91)的右端端面固定，压紧套(95)的右端的内壁与转子左轴头(72)的外壁之间保持有压紧套空间(954)，在压紧套(95)的外壁与弹簧座(94)的内壁之间构成有一混合气通气槽(952)，并且压紧套(95)的外壁在对应于碳环密封件(99)的第一碳环密封件腔Ⅰ(991)的位置构成有一隔离气通气槽(953)，该隔离气通气槽(953)通过碳环密封件(99)的内壁与压紧套(95)的外壁之间的间隙与混合气通气槽(952)相通，弹簧座(94)在对应于所述混合气通气槽(952)的位置空套在所述压紧套(95)外，该弹簧座(94)朝向移动环(93)的一侧构成有移动环腔(943)，而朝向碳环密封件(99)的一侧构成有一第二碳环密封件腔Ⅱ(944)，在弹簧座(94)的外壁上并且围绕外壁的四周延伸有一弹簧座固定法兰(941)，该弹簧座固定法兰(941)通过弹簧座固定法兰螺钉(9411)与弹簧座固定座(98)固定，在弹簧座(94)的中部还开设有一弹簧座密封干气引入孔(942a)和一弹簧座混合气引出口(942b)，弹簧座密封干气引入孔(942a)与所述的第一碳环密封件腔Ⅰ(991)相通，而弹簧座混合气引出口(942b)与所述的混合气通气槽(952)相通，移动环(93)在对应于所述动环(92)的右侧的位置设置在所述移动环腔(943)内并且与弹簧座(94)移动配合，在该移动环(93)的左侧面与所述动环(92)的右侧面之间形成有一移动环密封干气通过间隙(931)，该移动环密封干气通过间隙(931)与所述的混合气通气槽(952)相通，压环(97)在对应于所述移动环(93)的右侧的位置设置在所述移动环腔(943)内并且该压环(97)的左侧面与移动环(93)的右侧面贴触，弹簧(96)有围绕压环(97)的圆周方向间隔分布的一组，该弹簧(96)的一端支承在压环(97)的右侧，而另一端支承在所述移动环腔(943)的腔壁上，弹簧座固定座(98)与所述的过渡连接套(8)的过渡连接套腔(81)相配合并且由弹簧座固定座螺钉(984)与过渡连接套(8)固定，在该弹簧座固定座(98)上开设有一固定座密封干气导入孔(981)和一固定座混合气导出孔(982)，固定座密封干气导入孔(981)与开设在过渡连接套(8)上的过渡连接套密封干气进入孔(84)相通并且还与所述弹簧座密封干气引入孔(942a)相通，固定座混合气导出孔(982)与开设在过渡连接套(8)上的过渡连接套混合气引出孔(85)相通并且还与所述弹簧座混合气引出口(942b)相通，碳环密封件(99)在对应于所述第二碳环密封件腔Ⅱ(944)的位置套置在所述压紧套(95)的右端并且该碳环密封件(99)的内壁与压紧套(95)的外壁之间形成有微隙，在第二碳环密封件腔Ⅱ(944)的右侧并且在对应于碳环密封件(99)的右侧的位置配设有一碳环密封件挡盘(992)，该碳环密封件挡盘(992)与所述弹簧座(94)的右侧固定。

2.根据权利要求1所述的ORC余热发电透平膨胀机与高速电机配合结构，其特征在于在所述喷嘴流量调节板(13)的左侧并且在对应于所述通气道(3c)的位置围绕喷嘴流量调节板(13)的四周间隔设置有通气量大小调节喷嘴(133)，在喷嘴流量调节板(13)的中部左侧构成有一背板固定腔(134)，在该背板固定腔(134)内通过背板固定螺钉固定有一用于对所述调节板腔(132)的左腔口遮蔽的并且空套在所述叶轮(4)的右端的背板(1341)。

3.根据权利要求1所述的ORC余热发电透平膨胀机与高速电机配合结构，其特征在于在所述过渡连接套(8)的左端构成有一过渡连接套左法兰(82)，而在过渡连接套(8)的右端构成有一过渡连接套右法兰(83)，过渡连接套左法兰(82)通过左法兰螺钉与所述蜗壳(1)的壳底板(11)的右侧固定，而过渡连接套右法兰(83)通过右法兰螺钉与所述电机壳体(5)的左端盖(51)固定。

4.根据权利要求1或3所述的ORC余热发电透平膨胀机与高速电机配合结构，其特征在于在所述电机壳体(5)的左端盖(51)的左侧配设有一用于对左端盖(51)的左端盖腔遮护的左端盖腔遮护盘(511)，该左端盖腔遮护盘(511)的四周边缘部位通过遮护盘固定螺钉(512)与所述过渡连接套(8)的右端端面固定，而左端盖腔遮护盘(511)的中心位置通过开设的转子让位孔空套在所述转子(7)上。

5.根据权利要求1所述的ORC余热发电透平膨胀机与高速电机配合结构，其特征在于在所述轴套(91)的外壁上并且围绕轴套(91)的四周构成有一动环固定法兰盘(911)，所述动环(92)通过动环固定螺钉(921)与动环固定法兰盘(911)固定；在动环固定法兰盘(911)的右侧面并且同样围绕动环固定法兰盘(911)的四周开设有一动环密封圈槽(9111)，在该动环密封圈槽(9111)内嵌设有一动环密封圈(91111)，所述动环(92)的左侧面与该动环密封圈(91111)密封接触。

6.根据权利要求1所述的ORC余热发电透平膨胀机与高速电机配合结构，其特征在于在所述弹簧座(94)的移动环腔(943)的左腔壁上设置有移动环左右移动导柱(9431)，在移动环腔(943)腔顶壁上并且在对应于移动环左右移动导柱(9431)的末端的位置固定有移动环限位挡块(9432)，在所述移动环(93)的外壁上并且围绕移动环(93)的圆周方向延伸有一移动环导向法兰盘(932)，在该移动环导向法兰盘(932)上并且在对应于所述移动环左右移动导柱(9431)的位置开设有移动环导向法兰盘导柱孔，该移动环导向法兰盘导柱孔与移动环左右移动导柱(9431)滑动配合，所述移动环限位挡块(9432)与移动环导向法兰盘(932)的右侧相对应。

7.根据权利要求1所述的ORC余热发电透平膨胀机与高速电机配合结构，其特征在于在所述轴套(91)的内壁上嵌置有一轴套密封圈(912)，该轴套密封圈(912)与所述转子左轴头(72)的外壁形成密封，在所述压环(97)与所述移动环腔(943)的腔底壁之间设置有压环密封圈(971)，该压环密封圈(971)还与所述移动环(93)的右侧面接触；在所述弹簧座(94)的外壁上并且在与所述弹簧座固定座(98)的内壁相配合的部位嵌设有一弹簧座第一密封圈Ⅰ(945a)、一弹簧座第二密封圈Ⅱ(945b)和一弹簧座第三密封圈Ⅲ(945c)，由弹簧座第一密封圈Ⅰ(945a)与弹簧座第二密封圈Ⅱ(945b)共同地对所述固定座密封干气导入孔(981)与弹簧座密封干气引入孔(942a)的接合部位的四周密封，由弹簧座第二密封圈Ⅱ(945b)与弹簧座第三密封圈Ⅲ(945c)共同地对所述固定座混合气导出孔(982)与弹簧座混合气引出口(942b)的接合部位的四周密封；在所述碳环密封件挡盘(992)的左侧构成有一挡盘密封圈座(9921)，在该挡盘密封圈座(9921)内嵌置有一挡盘密封圈(99211)，该挡盘密封圈(99211)与所述弹簧座(94)构成密封；在所述过渡连接套(8)上并且在对应于所述过渡连接套混合气引出孔(85)的左侧的位置开设有一密封气进气孔(86)，该密封气进气孔(86)与所述调节板腔(132)相通，而该调节板腔(132)与所述移动环密封干气通过间隙(931)相通。

8.根据权利要求7所述的ORC余热发电透平膨胀机与高速电机配合结构，其特征在于所述的密封干气为干燥空气或氮气；所述的混合气为R134a与干燥空气相混合的混合气或者为R134a与氮气相混合的混合气。

9.根据权利要求1所述的ORC余热发电透平膨胀机与高速电机配合结构，其特征在于在所述过渡连接套(8)上并且在位于所述过渡连接套密封干气进入孔(84)的右侧的位置开设有一用于将润滑油引至所述转子支承轴承(71)的润滑油引入孔(87)，该润滑油引入孔(87)与所述转子支承轴承(71)的上方相对应。

Images